Untersuchung bestrahlungsinduzierter Punktdefekte in Halbleitern mit diffuser Röntgenstreuung

Karsten, K.

Book/Report

FZJ-2018-04326

Untersuchung bestrahlungsinduzierter Punktdefekte in Halbleitern mit diffuser Röntgenstreuung

Karsten, K. (Corresponding author)FZJ*

1993
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek Verlag Jülich

Jülich : Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek Verlag, Berichte des Forschungszentrums Jülich 2795, 92 p. (1993)

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/19406

Report No.: Juel-2795

Abstract: Um Informationen über die Strukturen von Zwischengitteratomen (ZGA) und Leerstellen (LS) in Halbleitern zu gewinnen, wurde die diffuse Röntgenstreuung in der Nähe der Braggreflexe (HDS) und die Gitterparameterdnderung (GP) nach Tieftemperaturelektronenbestrahlung gemessen. Irn Anschluß daran wurden die thermisch aktivierten Defektreaktionen mit einem isochronen Anlaßprogramm über den Temperaturbereich von 8K bis 770K verfolgt. Der Schwerpunkt lag bei den III -V-Halbleitern GaAs und InP. Zum Vergleich wurden auch erste Messungen an dem II-VI-Halbleiter ZnSe und dem Elementhalbleiter Ge durchgeführt. Die an den erschiedenen Halbleitern gewonnenen Ergebnisse lassen folgende, charakteristische Gemeinsainkeiten erkennen: a) Nach der Bestrahlung zeigt sich in allen hier verwendeten Materialien ein deutlicher Anstieg der HDS und, in GaAs und ZnSe, auch im GP. In GaAs und InP, bei denen die Bestrahlungsdosis von 0.6 $\cdot$ 10$^{19}$ cm bis 4.1 $\cdot$ 10$^{19}$ cm$^{-2}$ variiert wurde, verläuft dieser Anstieg linear mit der Dosis. Diese Linearität deutet darauf hin, daß entweder 'eingefrorene' Frenkelpaare oder einfache, direkt erzeugte Defektkomplexe vorliegen. In InP und Ge konnte keine GP-Anderung gemessen werden. Die zugehörigen HDS-Messungen zeigen, daß trotzdem ZGA und LS in ähnlichen Konzentrationen wie in GaAs und ZnSe produziert werden, deren langreichweitige Verschiebungsfelder sich aber kompensieren. b) Der Verlauf der HDS als Funktion des Abstandes q vorn Braggeak zeigt deutliche Abweichungen vom iiblichen Verhalten, wie es z. B. bei Metallen beobachtet wurde. Erstens beobachtet man eine Abweichung vom 1/q$^{2}$-Abfall des symmetrischen Anteils der HDS. Zweitens ergaben sich im antisymmetrischen Anteil charakteristische Vorzeichenwechsel bei Messungen an verschiedenen Reflexen. Vergleiche von Modellrechnungen mit den experimentellen Daten legen den Schluß nahe, daß diese Effekte in der diffusen Streuung von engen ZGA-LS-Paaren verursacht werden, deren Verbindungsachse nahe der (111)-Richtung verläuft. Da es, aufgrund von DLTS-Messungen, Hinweise auf ZGA-Beweglichkeit während der Bestrahlung bei tiefen Temperaturen gibt, erscheint die Dominanz enger Frenkelpaare zunächst iiberraschend. Man kann sich den Defektaufbau aber wie folgt vorstellen: Bei dien, der DLTS zugänglichen, kleinere Bestrahlungsdosen werden die wandernden ZGA von Fremdatomen eingefangen. Bei hohen Dosen sind die 'Traps' aber alle gesättigt und die ZGA werden vornehmlich an LS eingefangen, ohne mit ihnen zu rekombinieren. c) Das gefundene Streubild läßt, in allen hier untersuchten Fällen, auf eine orthorhombischeSymmetrie der Defekte schließen. Auch diese niedrige Symmetrie deutet darauf: hin, daß nicht die isolierten ZGA und LS, sondern der Gesamtkomplex des engenPaares das Streubild bestimmt. [...]

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